摘要：本文通過使用GE Proficy Historian 3.0,GE Proficy Real-time Information Portal 3.0（以下簡稱RTIP）軟件在崖城作業(yè)公司信息化建設(shè)中的應(yīng)用，提出基于衛(wèi)星通訊環(huán)境下、海洋石油生產(chǎn)中構(gòu)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用的解決方案，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)及其它關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)的及時(shí)、有效的自動(dòng)采集；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)日?qǐng)?bào)的自動(dòng)生成和遠(yuǎn)程發(fā)布，滿足客戶在多個(gè)站點(diǎn)的分散區(qū)域內(nèi)對(duì)生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表和了解生成實(shí)際情況的需求。

項(xiàng)目名稱：海洋石油、油氣生產(chǎn)

應(yīng)用背景

      中海石油（中國）有限公司崖城作業(yè)公司是崖城Y13-1海上氣田的作業(yè)管理者，隸屬中國海洋石油有限公司。崖城Y13-1海上氣田位于三亞以南100公里的海域，由中海油、BP及科威特對(duì)外石油公司(KUFPEC)共同合作開發(fā)，包括Y13-1海上生產(chǎn)平臺(tái)、三亞南山基地、香港氣體接收終端三處主要生產(chǎn)設(shè)施，作業(yè)公司本部設(shè)在深圳蛇口。Y13-1海上氣田通過778公里的海底輸氣管道輸往香港氣體接收終端，通過97公里的海底管道輸往在三亞的南山基地。

      崖城作業(yè)公司Y13-1海上平臺(tái)、海南南山終端、香港氣體接收終端具有完善的自動(dòng)化系統(tǒng)和自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。三個(gè)區(qū)域站點(diǎn)的自動(dòng)化系統(tǒng)（DCS）包含OPC服務(wù)器。本系統(tǒng)以當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過OPC及相關(guān)通信技術(shù)自動(dòng)獲取現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)整合技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)等，把作業(yè)公司各分站點(diǎn)的控制系統(tǒng)連接起來，把各分散站點(diǎn)的獨(dú)立運(yùn)行的自動(dòng)化系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，形成一個(gè)完整的基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，并通過數(shù)據(jù)交換接口實(shí)現(xiàn)與關(guān)系數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換，最后利用報(bào)表工具實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表的自動(dòng)生成，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的跟蹤和實(shí)時(shí)分析。構(gòu)建了一個(gè)完整的高水平、高效率、低成本的智能化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策，強(qiáng)化安全，節(jié)省人力和提高效率的生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)。

客戶需求

根據(jù)生產(chǎn)管理需求，應(yīng)用內(nèi)容包括如下：
1) 通過現(xiàn)場(chǎng)接口機(jī)自動(dòng)采集各控制系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2) 建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，監(jiān)視關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)，集成實(shí)時(shí)信息。
3) 通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫OLE DB、SDK標(biāo)準(zhǔn)接口，開發(fā)與SQL Server數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換程序。
4) 利用自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，結(jié)合手工錄入數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)，生成海上平臺(tái)、南山終端、香港氣體接收終端、辦公室四個(gè)區(qū)域的生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表。

解決方案

      實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件采用GE公司的Proficy Historian 3.0實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和Proficy Real-time Information Portal 3.0 數(shù)據(jù)可視化分析及報(bào)表WEB發(fā)布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)崖城作業(yè)公司的企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)和生產(chǎn)報(bào)表WEB發(fā)布系統(tǒng)的功能。

系統(tǒng)總體架構(gòu)：

1、數(shù)據(jù)采集：海上平臺(tái)、南山終端、香港氣體接收終端三個(gè)站點(diǎn)分別部署接口機(jī)。海上平臺(tái)接口機(jī)通過GE iFIX Power Tool與Emerson Detal V的OPC Server通訊，實(shí)現(xiàn)從海上平臺(tái)中控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。接口機(jī)上安裝GE Historian OPC Collector，將采集數(shù)據(jù)從iFIX Power Tool中獲取上來，并將數(shù)據(jù)傳送到GE Historian；海南南山終端接口機(jī)通過GE iFIX Power Tool與Emerson Detal V的OPC Server通訊，實(shí)現(xiàn)與南山終端中控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。部署在接口機(jī)上的GE Historian OPC Collector從iFIX Power Tool中獲取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到GE Historian中。香港氣體接收終端的中控系統(tǒng)是Emerson RS3（Rosemount）（以下簡稱RS3），RS3不支持OPC Server，通過對(duì)老系統(tǒng)RS3升級(jí)，利用RS3 RNI OPC Server將RS3的自動(dòng)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為OPC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)對(duì)外發(fā)布，接口機(jī)通過GE iFIX Power Tool和RS3 RNI OPC OPC Server通訊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)的采集，并通過GE Historian OPC Collector將數(shù)據(jù)傳送到GE Proficy Historian。

2、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀與采集部署：該系統(tǒng)具有比較完善的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架，辦公室、海上平臺(tái)、南山終端、香港氣體接收終端各區(qū)域（站點(diǎn)）內(nèi)部采用10/100M有線局域網(wǎng)進(jìn)行連接，同時(shí)4個(gè)區(qū)域（站點(diǎn)）間通過DDN或衛(wèi)星通信方式進(jìn)行各區(qū)域（站點(diǎn)）的互聯(lián)。4個(gè)不同區(qū)局域間的通信方式和帶寬如下：辦公室－香港氣體接收終端DDN 256K；辦公室－南山終端DDN 128K；辦公室－海上平臺(tái)，衛(wèi)星通信 64K；南山終端－海上平臺(tái)，衛(wèi)星通信 128K。海上平臺(tái)、南山終端、香港終端三個(gè)區(qū)域分別于辦公室進(jìn)行自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸。詳述如下：

      海上平臺(tái)與辦公室之間通過衛(wèi)星通訊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，帶寬為64K，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)：256點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集周期：1秒。
　
      南山終端與辦公室通過DDN實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，帶寬為128K，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)為62點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集周期為5秒。
　
      香港終端與辦公室之間通過DDN實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，帶寬為256K，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)為171點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集周期為10秒。
　
      其中海上平臺(tái)與南山終端通過衛(wèi)星通訊連接，當(dāng)海上平臺(tái)與辦公室衛(wèi)星鏈路出現(xiàn)問題時(shí)，數(shù)據(jù)可以通過海上平臺(tái)與南山終端的衛(wèi)星鏈路實(shí)現(xiàn)通訊，完成數(shù)據(jù)的傳輸。
　
      綜合以上部署，三個(gè)站點(diǎn)與辦公室GE Proficy Historian之間的數(shù)據(jù)采集運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)每天增量約30M。

3、GE Proficy Historian OLE DB及SDK的利用：Historian 具有開放的應(yīng)用接口，提供兩種標(biāo)準(zhǔn)接口，OLE DB 以及一個(gè)軟件開發(fā)套件(SDK)，并提供多種選配客戶端工具和應(yīng)用程序。本系統(tǒng)充分利用Historian提供的標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與SQL Server 2008的數(shù)據(jù)交換。開發(fā)了數(shù)據(jù)定時(shí)交換程序，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)定時(shí)存儲(chǔ)到SQL Server中，SQL Server再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行累加、計(jì)算，生成生產(chǎn)日?qǐng)?bào)所需的月累、年累、總累數(shù)據(jù)。

4、生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表：在通過OLE DB接口將Historian中的數(shù)據(jù)保存到SQL Server數(shù)據(jù)庫后，SQL Server數(shù)據(jù)庫通過存儲(chǔ)過程、JOB實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)累加、計(jì)算功能，此后則可以通過報(bào)表工具生成各個(gè)站點(diǎn)所需的生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表。

5、數(shù)據(jù)展現(xiàn)：該系統(tǒng)使用了GE Proficy的RTIP產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的可視化展現(xiàn)與分析。見下圖：

實(shí)施結(jié)果

      基于GE Proficy Historian OPC Collector的斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)保證了衛(wèi)星通訊環(huán)境下數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性。

      借助Historian卓越的數(shù)據(jù)采集和查詢性能，為生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)的數(shù)據(jù)，同時(shí)為三個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理提供了保障。整合了海上平臺(tái)、南山終端、香港終端分布在數(shù)千公里范圍的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源。解決了作業(yè)公司多種、多套DCS系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)、集成、管理問題。

      應(yīng)用RTIP軟件實(shí)現(xiàn)了在局域網(wǎng)內(nèi)利用IE瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化分析的WEB信息發(fā)布功能：

      建立了一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以擴(kuò)展應(yīng)用，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的趨勢(shì)分析、報(bào)警，并可以實(shí)現(xiàn)與Maximo系統(tǒng)集成，進(jìn)行基于狀態(tài)檢測(cè)點(diǎn)的和基于運(yùn)行時(shí)間PM優(yōu)化，幫助作業(yè)公司增強(qiáng)信息化建設(shè)的回報(bào)，提高投資效益，是生產(chǎn)管理系統(tǒng)運(yùn)行在實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，為構(gòu)建一個(gè)完整的高水平、高效率、低成本的智能化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)奠定了數(shù)據(jù)基石。